Nelle puntate precedenti... 

Nelle dodici puntate precedenti la nostra guida Piero Martin ci ha condotto alla scoperta di un processo fondamentale per la vita sul nostro pianeta, la fusione termonucleare. La fusione è il processo che alimenta il sole e le stelle ed è quindi all’origine dell’energia che il sole irradia sulla terra e quindi, in qualche modo, della vita così come la conosciamo

In questa puntata

Siamo giunti al termine di questo viaggio alla scoperta dell'energia delle stelle e di come riprodurla in laboratorio per aiutare a risolvere l'emergenza ambientale e climatica. Il nostro viaggio è iniziato nel meraviglioso Orto Botanico dell’università di Padova, un luogo simbolo dell'ambiente che vogliamo preservare. E termina in un altro luogo simbolo della ricerca: La Specola, la sede dell'Osservatorio Astronomico di Padova dell'Inaf,

La torre su cui ci troviamo era già parte di un'antica fortezza medievale e nel 1777 fu fondato l'osservatorio astronomico dell'università. Dalla cima si gode una vista bellissima che abbraccia il meraviglioso ambiente naturale che vogliamo preservare e allo stesso tempo il cielo, dove splende il proprio quel sole di cui cerchiamo di carpire i segreti.

È quindi da Padova, città dove Galileo Galilei - padre del metodo sperimentale - passò quelli che definì i 18 migliori di anni della sua vita, che tiriamo le somme su una delle principali sfide per la fisica moderna: la fusione nucleare, il processo che alimenta il sole e le stelle, un processo che una volta riprodotto in laboratorio potrebbe fornire una sorgente di energia elettrica pulita, libera da CO₂, sicura e con un combustibile praticamente illimitato. Insomma un processo dalle potenzialità enormi, per un futuro energetico sostenibile.

Per arrivarci ci stiamo lavorando da circa sessant’anni e prima di avere energia elettrica da fusione nelle nostre case ci vorranno ancora dei decenni. Sarà un cammino lungo, lungo il quale si sono fatti grandi progressi, ma si sono anche inevitabilmente incontrate grosse delusioni, bruschi stop.

E quindi ci chiediamo: ne vale veramente la pena? Riusciremo mai in realizzare la fusione o è solo un sogno? Sono domande lecite e in quest’ultima puntata proviamo a rispondere anche sulla scorta di quanto abbiamo visto nei dodici episodi precedenti.

Innanzitutto occorre dire che il percorso scientifico della fusione è stato un percorso di successo. Gli scienziati hanno capito molte cose sulla fisica che regola il processo di fusione in laboratorio, grazie a esperimenti, alle teorie, e ultimamente anche grazie alle simulazioni numeriche, che diventano sempre più accurate e precise con il progredire del supercalcolo. Si sono capiti anche gli errori che sono stati fatti, si sono colti i punti deboli, i problemi ancora aperti e ci si sta attrezzando per risolverli.

Tra gli strumenti che permetteranno di fare ulteriori progressi c'è ad esempio l'esperimento made in Italy Dtt, Divertor Test Tokamak, un esperimento che è stato concepito, progettato e che verrà realizzato proprio qui nel nostro paese a Frascati. Fornirà insieme agli altri esperimenti operanti in tutto il mondo nei prossimi anni informazioni estremamente preziose.

A partire dal 2030 circa, Iter, il grande esperimento in costruzione nel Sud della Francia, grazie a una collaborazione tra Europa, il Giappone, Cina, Corea, India, Stati Uniti e Russia, avrà il compito di dimostrare la fattibilità scientifica della fusione.

Dopo Iter nella seconda metà del secolo il piano dei ricercatori è quello di costruire il primo prototipo di reattore a fusione che si chiamerà Demo che dimostrerà la possibilità della conversione dell’energia da fusione in energia elettrica. Insomma nonostante le difficoltà la strada è tracciata.

I fisici hanno le idee chiare sui problemi naturalmente ma anche sulle possibili soluzioni scientifiche e tecnologiche. C’è fiducia sul fatto che l' energia elettrica proveniente dalla fusione arriverà nelle nostre case nella seconda metà di questo secolo. C’è ancora parecchio da lavorare ma è necessario farlo. La drammatica crisi ambientale che stiamo vivendo è proprio lì a dimostrarcelo.

Infatti da tempo gli scienziati lanciano un allarme preciso a proposito del clima: siamo prossimi a un punto critico, quello che gli anglosassoni definiscono un tipping point, quel momento nel quale piccole azioni che fino a quel momento avevano causato modifiche impercettibili, danno invece origine a un cambiamento drammatico nello stato del sistema, in questo caso il nostro ecosistema.

Un esempio fra tutti il permafrost, quel terreno perennemente ghiacciato che ricopre circa un quarto delle zone emerse nell'emisfero nord e che cristallizza al suo interno piante animali e microrganismi. Il permafrost è un gigantesco serbatoio di gas serra, pensiamo che ne contiene circa il doppio di quelli presenti in atmosfera. Ed è rimasto per fortuna fino ad oggi sigillato grazie alla sua bassa temperatura.

Le regioni artiche si stanno però riscaldando quasi doppi rispetto al resto del pianeta e il serbatoio già comincia a mostrare le prime crepe, tanto da far dire ai ricercatori che siamo di fronte al risveglio di un pericoloso gigante. Un rapido rilascio del gas serra contenuti nel permafrost sconvolgerebbe gli scenari climatici e renderebbe difficilissimo il raggiungimento del già ambizioso obiettivo di stabilizzare l'aumento di temperatura del pianeta entro un grado e mezzo rispetto ai livelli preindustriali.

Per invertire la rotta e fermarsi prima del fatidico ultimo passo occorrono cambiamenti radicali in molteplici settori tra cui quello energetico: sul breve termine è fondamentale lavorare sul risparmio energetico, anche a livello individuale, e a livello globale sulla transizione verso fonti rinnovabili e libere da CO₂. Ma sul lungo termine la sfida è ancor più complicata: pensiamo che il fabbisogno di energia primaria in Europa per circa 70% è ancora dipendente dalle fonti fossili, una percentuale che ovviamente è estremamente elevata e che deve essere drasticamente ridotta.

E un’economia dei trasporti elettrica richiede la produzione di energia elettrica libera da CO₂ e disponibile in grandi quantità, 24 ore al giorno, 7 giorni su 7, il cosiddetto base load. Sul lungo termine la fusione è una soluzione potenzialmente importantissima per questa drastica transizione che ci aspetta. La strada è stretta, in salita, ma bisogna percorrerla.

La ricerca è una potenza alleata e può dare un contributo fondamentale alla salvaguardia del pianeta. Perché ciò avvenga occorrono investimenti adeguati. Costruire grandi esperimenti richiede finanziamenti, ma se guardiamo in prospettiva sono soldi ben investiti: pensiamo anche solo alle ricadute industriali. E tutto sommato non parliamo neppure di cifre gigantesche se rapportate all'entità della sfida per la salvaguardia del nostro pianeta: l’intero investimento per la costruzione di Iter è pari a circa quello che tutto il nostro pianeta spende più o meno in un paio di giorni per l'elettricità.

Il nostro viaggio termina a Padova, una città che ha università che nel 2022 compirà 800 anni: otto secoli di storia che hanno arricchito tutto il mondo. Oggi noi però rischiamo di lasciare ai nostri discendenti un mondo nel quale la civiltà umana potrebbe durare molto meno e questi otto secoli. La consapevolezza di questo rischio deve spronare tutti ad agire, ciascuno nel suo ambito. Gli 800 anni di storia universitaria padovana dimostrano che in tanti ambiti a ricerca può aiutare la società. Il futuro del pianeta è nelle nostre mani e la fusione potrà dare un contributo significativo ad un paniere energetico sostenibile.

Come disse un famoso fisico russo, Lev Artsimovic, “la fusione verrà realizzata quando l'umanità ne avrà bisogno”. Oggi ne abbiamo bisogno, quel momento è arrivato e non possiamo più voltarci da un'altra parte.

LA FABBRICA DELLE STELLE

1. Un sole in laboratorio per aiutare il pianeta
2. Il motore del sole
3. Tappi, nuclei e scatole da scarpe
4. Bottiglie molto speciali
5. Fusione, una scelta sicura
6. Scienza senza frontiere
7. Padova e la fusione
8. Eliche, fusilli e plasmi
9. Sotto controllo
10. L'accendino di Iter
11. DTT, fusione "made in Italy"
12. Costruire oggi la fabbrica del futuro
13. Sogno... o son desto?